DE2243778A1

DE2243778A1 - Elektronischer verzoegerungsgeber fuer blockierschutzanlagen

Info

Publication number: DE2243778A1
Application number: DE2243778A
Authority: DE
Inventors: Dieter Luehdorff
Original assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1972-09-06
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1974-04-11
Also published as: US3889128A; GB1436418A; IT994672B; JPS4969175A; FR2197754B1; SE393339B; DE2243778B2; DE2243778C3; FR2197754A1; JPS5914378B2

Description

Hannover, den 1. 9. 1972

Westinghouse Bremsen- und Apparatebau GmbH, Hannover Elektronischer Verzögerungsgeber für Blockierschutzanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Verzögerungsgeber für Blockierschutzanlagen in Fahrzeugen, insbesondere in- Kraftfahrzeugen, mit einem Sensor zum Erzeugen eines raddrehzahlproportionälen elektrischen Signals, einem Differenzierglied zum Bilden eines verzögerungsproportionalen Signals mit einem Filter zum Glätten des Verzögerungssignala und einem Schwellwertschalter, der das Verzögerungssignal mit einer Schwelle vergleicht und bei Überschreiten der Schwelle ein bei Unterschreiten der Schwelle endendes Steuersignal zum Steuern der Blockierschutzanlage abgibt.

Elektronische Verzögerungsgeber dieser Gattung, die unter Vorschaltung z.B. eines Inverters auch als Beschleunigungsgeber verwendet werden können, dienen dazu, raddrehzahlproportionale Signale in radverzögerungSproportionale Signale abzuleiten, diese in einem Schwellwertschalter mit einer Verzögerungsschwelle zu vergleichen und bei Überschreiten der Schwelle ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage zu liefern, das bei Unterschreiten der Schwelle endet. Da die raddrehzahlproportionalen Signale aufgrund der gegebenen Fahrbahnverhältnisse, z.B. Fahrbahnunebenheiten, sehr sprunghaft sind und die aus diesen gebildeten radverzögerungsproportionalen Signale durch das Differenzieren in noch größerem Maße sprunghaft und unstetig und somit zum Vergleich mit einer Schwelle unbrauchbar sind, wird dem Differenzierglied ein Filter mit integralem Zeitverhalten zur Glättung des radverzögerungsproportionalen Signals beigeordnet. Das integrale Zeitverhalten ist jedoch nur vor dem Überschreiten der Schwelle notwendig; bei dem nachfolgenden Unterschreiten der Schwelle bewirkt das integrale Zeitverhalten einen sehr unerwünschten verzögerten Abfall des Steuersignals. Dies führt zu einer unnötig starken Druckabsenkung im Bremssystem und somit zu einem übermäßig langen Biemsweg.

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Bei einer bekannten Bremskraftregelung dieser Gattung ist das integrale Zeitverhalten des Filters beim Überschreiten des Sahwellwertes und/oder in Abhängigkeit von der Polarität des Besohleunigungs- (oder Verzögerungs-) signals beeinflußbar oder sogar abschaltbar. Diese Regelung erweist sich jedoch insbesondere bei höheren Verzögerungen als nachteilig.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verzögerungsgeber der eingangs genannten Gattung zu- schaffen, der das Steuersignal für die Blockierschutzanlage beendet, wenn an der sich verringernden Verzögerung die Tendenz der bevorstehenden Wiederbeschleunigung des Rades erkennbar ist.

Biese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schwellwertschalter Mittel zum selbsttätigen Erhöhen des Schwellwertes in Abhängigkeit von einer weiteren, über den anfänglichen Schwellwert hinausgehenden Verzögerungssignalzunahme aufweist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß mit dem selbsttätigen Nachziehen des Schwellwertes mit der Verzögerung die Beendigung des Steuersignale zu einem gegenüber den bekannten Systemen wesentlich früheren Zeitpunkt erfolgt, was ein stärkeres übersteuern vermeidet und dadurch eine höhere und damit dem Optimalen sich nähernde Ausnutzung der Bremsleietung bewirkt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den UnteranSprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild zur Erläuterung der gesamten Anordnung

Fig. 2 ein Schaltbild mit einem Differenzierglied und dem erfindungsgemäßen VerzögeruBgsgeber in einem ersten Aueführungsbelspiel _A09815/(U00

Fig. 3 ein Schaltbild mit einem Differenzierglied und dem erfindungsgemäßen Verzögerungsgeber in einem zweiten Ausführungsbeispiel

Flg. 4 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verzögerungsgebers.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Rad 1, dem ein Sensor 2 zugeordnet ist, dessen raddrehzahlproportionale Signale in einem Differenzierglied 3 abgeleitet und gefiltert werden. In einem erfindungsgemäßen Schwellwertschalter 4 werden die vom Differenzierglied 3 abgegebenen radverzögerungsproportionalen Signale mit einer Schwelle verglichen. Der Schwellwertschalter 4 gibt bei Überschreiten der Schwelle ein Steuersignal an die Blockierschutzanlage 5 ab.

Die Fig. 2 zeigt den schaitungsmaßigen Aufbau des Differenziergliedes 3 und des Schwellwertschalters 4· Das Differenzierglied 3 besteht in bekannter Art aus einem Differenzierkondensator und einem Rechenverstärker 7> dem, als Filter dienend, ein Kondensator 8 und ein Widerstand 9 parallel geschaltet sind.

Der Schwellwertschalter 4 ist geschaltet mit einem bekannten, einstellbaren Spannungsteiler 10, bestehend aus zwei Widerständen 11 und 12 und einem verschiebbaren Abgriff 13. Der Abgriff 13 ist über mindestens eine Diode 14 mit einem Kondensator 15, dem ein Widerstand 16 parallel geschaltet ist, verbunden. Vom Differenzierglied 3 führt eine Leitung 17 zu einem Knoten 1ö, der über eine Leitung 19 mit einem Eingang 20 eines Rechenverstärkers 21 verbunden ist. Der Knoten 18 ist über mindestens eine Diode 22 mit einem Eingang 23 des Rechenverstärkers 21 über eine Verbindungsleitung 24 verbunden., der zugeordnet sind der Kondensator 15 sowie der dazu parallele Widerstand 16.

Die Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit im wesentlichen gleichem Aufbau wie das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel. Es ist nach Fig. 3 ein Diffe-* .

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renziergiied 3, identisch dem in Pig. 2, vorgesehen, über eine Leitung 17 ist der Emitter E eines Transistor 33 mit dem Differenzierglied 3 verbunden. Wie in Fig. 2 ist ein identaicher Spannungsteiler 10 angeordnet, dessen verschiebbarer Abgriff 13 über mindestens eine Diode 14 mit einem Kondensator 15» dem ein Widerstand 16, parallel geschaltet let, verbunden ist. Der Kondensator 15 iat mit der Basis B des Transistors 33 verbunden. Der Kollektor G des Tranaistors 33 bildet den Auegang des Schwellwertschalters 4.

Beim Spannungs-Zeit-Diagramm gemäß Pig. 4 stellt Linie 25 die das Verzögerungsaignal bildende erste Spannung, Linie 26 die den anfänglichen Schwellwert bildende zweite Spannung, Linie die aus der Diode 22 austretende, den Kondensator 15 ladende Spannung, Linie 28 die durch Entladung des Kondensators 15 abgegebene Spannung, Linie 29 eine durch Veränderung der Zeitkonstanten des Kondensators 15 erzeugbare Spannung, Linie 30 die durch Überschneiden der Linie 25 mit Linie 28 entstehende, den erhöhten Schwellwert dea eraten Ausführungsbeispiels bildende Spannung und Linie 35 die den erhöhten Schwellwert des zweiten Ausführungsbeispiels bildende Spannung dar. Im unteren Teil der Darstellung ist in Linie 31 das Steuersignal für die Blockierschutzanlage, in Linie 32 das um die Zeitdifferenz At längerdauernde Steμersignal bei gleichbleibendem Schwellwert und in Linie 34 ein Steuersignal gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechend der Fig. 3 dargestellt.

Die Punktion des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeiapiela wird nachstehend anhand des Schaubildes gemäß der Fig. 4 erläutert .

Die vom Differenzierglied 3 abgegebene, das Verzögerungssignal bildende erste Spannung, entsprechend Linie 25 in Fig. 4, liegt über Leitung 17, Knoten 18 und Leitung 19 am ersten Eingang 20 des Rechenverstärkers 21 an. Die vom Spannungsteiler 10 abgegebene, den Schwellwert bildende zweite Spannung, entsprechend Linie 26 in Fig. 4, liegt über die Diode 14 am Kondensator 15

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und über Verbindungsleitung 24 am zweiten Eingang 23 des
Rechenverstärkers 21 an, der beide Spannungen miteinander · vergleicht und nur dann ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage 5 abgibt, wenn die erste Spannung größer als
die zweite Spannung ist.

Somit bildet der Rechenverstärker 21 bei unverzögerteai Fahrzeug kein Steuersignal, da die erste Spannung in diesem Pail gleich Null und daher kleiner als die dauernd angelegte zweite Spannung ist. .

Bei verzögertem Fahrzeug bildet der Rechenverstärker 21 so lange kein Steuersignal, wie die in Fig. 4 durch Linie 25 dargestellte erste Spannung kleiner ist als die durch Linie 26 dargestellte zweite Spannung.

Überschreitet nun bei weiterem Anwachsen der Verzögerung die erste Spannung (Linie 25) die zweite Spannung (Linie 26), so bildet der Rechenverstärker 21 ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage 5 gemäß dem unteren Teil der Fig. 4: Von diesem Zeitpunkt ab wird über die Diode 22 der Kondensator 15 auf eine Spannung gemäß Linie 27 aufgeladen, die um die Diödenabfallspannung Δ Ujjgeringer ist als die das Verzögerungssignal bildende erste Spannung gemäß Linie 25. Diese Spannung gemäß Linie 27 liegt auch am Eingang 23 des Rechenverstärkers 21 an und bewirkt bei weiterer Verzögerungszunahme weiterhin die Bildung des Steuersignals im Rechenverstärfcer 21 .

Erreicht die Verzögerung das Maximum und sinkt danach ab, so sinkt ebenso die erste Spännung. In diesem Augenblick beginnt sich der Kondensator 15 zu entladen, dessen infolge des als Zeltkonstante wirkenden Widerstandes 16 längsam abfallende
Kondensatorspannung gemäß der Linie 28 am zweiten Eingang 23 des Rechenverstärkers 21 anliegt. Die rasch abfallende erste Spannung unterschreitet nun die Kondensatorspannung und bildet im Schnittpunkt beider Spannungen den erhöhten Schwellwert, in Fig. 4 durch Linie 30 dargestellt. In diesem Augenblick
beendet der Rechenverstärker 21 die Bildung des Steuersignals, ·■

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welches um die Zeitdifferenz Air (Pig. 4) früher beendet wird, als es bei Beibehaltung des anfänglichen Schwellwertes der Pail wäre, waa in Linie 32 des unteren Teile der Pig. 4 veranschaulicht wird.

Die Funktion des in Fig. 3 dargestellten Auaführungsbeispiels wird nachstehend anhand des Schaubildes gemäß Fig. 4 erläutert:

Die vom Differenzierglied 3 abgegebene, das Verzögerungssignal bildende erste Spannung, entsprechend Linie 25 in Flg. 4, liegt am Emitter E des Transistors 33 an. Die vom Spannungsteiler 10 abgegebene, den Schwellwert bildende zweite Spannung, entsprechend Linie 26 in Fig. 4, liegt über Diode 14 an dem Kondensator 15 und an der Basis B des Transistors 33 an. Der Kollektor C des Transistors 33 gibt nur dann ein Steuersignal fUr die Blockierschutzanlage 5 ab, wenn die Spannung am Emitter E größer ist als die Spannung an der Basis B.

Somit gibt der Kollektor C kein Steuersignal bei unverzögertem Fahrzeug ab, da die das Verzögerungssignal bildende, am Emitter anliegende erste Spannung in diesem Fall gleich Null und daher kleiner als die den Schwellwert bildende, an der Basis B anliegende zweite Spannung ist.

Bei verzögertem Fahrzeug gibt der Kollektor C so lange kein Steuersignal ab, wie die in Fig. 4 durch Linie 25 dargestellte, das Verzögerungssignal bildende erste Spannung kleiner Ist als die durch Linie 26 in Fig. 4 dargestellte, den Schwellwerk bildende zweite Spannung.

übersteigt nun bei weiterem Anwachaen der Verzögerung die an dem Emitter E anliegende erate Spannung die an der Basis 3 anliegende zweite Spannung, ao gibt der Kollektor C ein Steuersignal für die Block!erschutzanlage 5 ab. Gleichzeitig wird der Kondensator 15 auf eine Spannung gemäß Linie 27 in Fig. 4 aufgeladen, die um die Basis-Emitter-Abfallspannung Ät/_T des Transistors 33, die der Diodenabfallspannung AU₀ in Flg. 4 entspricht, geringer ist als die das Verzögerungssignal bildende

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erste Spannung gemäß Linie 25-in Tig. 4-

Erreicht die Verzögerung das Maximum und sinkt danach ab, so sinkt ebenso die das Yerzögerungssignal bildende erste Spannung. In diesem Augenblick beginnt sich der Kondensator 15 zu entladen, dessen infolge des als Zeitkonstante wirkenden Widerstandes 16 langsam abfallende Kondensatorspannung gemäß Linie 28 in Fig. 4 sich der rasch abfallenden, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung nähert. Wird dabei die Differenz zwischen der ersten Spannung und der Kondensatorspannung wesentlich kleiner als die Basis-Emitter-Abfallspannung Ä U₁- , so wird der Transistor 33 nichtleitend und der Kollektor C gibt kein Steuersignal mehr an die Blockierschutzanlage 5 ab. Das Steuersignal endet entsprechend der Linie 34 des unteren Teils in Mg. 4.

Es ist möglich, durch Verschie.ben des Abgriffs 13 auf dem Spannungsteiler 10 die den anfänglichen Schwellwert bildende zweite Spannung je nach Fahrzeugtyp eine optimale Ansprechverzögerung zu erreichen.

Weiterhin ist es denkbar, abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel, statt einer Diode 22 mehrere Dioden 22 anzuordnen. Durch diese Maßnahme kann je nach Anzahl der Dioden die Diodenabfallspannung ÄU_D verändert werden, was zur Folge hat, daß die Beendigung des Steuersignals später erfolgen kann, was sich bei einigen Fahrzeugtypen von Vorteil erweisen kann.

Mit der gleichen Wirkung ist der Widerstand 16 einstellbar angelegt. Durch die Einstellbarkeit des Widerstandes 16 ist die Zeitkonstante des Kondensators 15 und damit der Kondensator- . Spannungsabfall veränderbar, wie es in Linie 29 in Fig. 4 dargestellt ist.

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Claims

Patentansprüche

Elektronischer Verzögerungsgeber für Blockierschutzanlagen in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Sensor zum Erzeugen eines raddrehzahlproportionalen elektrischen Signals, einem Differenzierglied zum Bilden eines verzögerungsproportionälen Signals mit einem Filter zum Glätten des Verzögerungssignals und einem Schwellwertschalter, der das Verzögerungssignal mit einer Schwelle vergleicht und bei Übersqhreiten der Schwelle ein bei Unterschreiten der Schwelle endendes Steuersignal zum Steuern der Blockierschutzanlage abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (4) Mittel zum selbsttätigen Erhöhen des Schwellwertes in Abhängigkeit von einer weiteren, über den anfängliche^ Schwellwert hinausgehenden Verzögerungssignalzunahme aufweist.
2. Elektronischer Verzögerungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß. die im Schwellwertschalter (4) enthaltenen Mittel den Schwellwert kontinuierlich erhöhen.
3. Elektronischer Verzögerungsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dessen Schwellwertschalter (4) einen Rechenverstärker (21) mit zwei Eingängen (20, 23) aufweist, von denen der erste Eingang (20) mit einer von dem Differenzierglied (3) an seinem Ausgang abgegebenen, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung und der zweite Eingang (23) mit einer den Schwellwert bildenden zweiten Spannung belegt wird, gekennzeichnet durch eine elektrische V rbindungsleitung (24-) zwischen den zweiten Eingang (23) des Rechenverstärkers (21) und dem .Differenziergliedausgang mit einem parallel geschalteten Kondensator (15), der entweder über mindestens eine Diode (22) mit der vom Differenzierglied (3) an seinem Ausgang abgegebenen, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung oder über mindestens eine Diode (14) mit der den Schwellwert bildenden zweiten Spannung aufladbar ist und sich über die Verbindungsleitung (24) entlädt.
4· Elektronischer Verzögerungsgeber nach Anspruch 1 oder 2,

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dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (4) einen Kondensator (15) aufweist, der ent-~ weder über einen Transistor (33) mit einer vom Differenzierglied (3) an seinem Ausgang abgegebenen, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung oder über mindestens eine Diode (14) mit einer den Schwellwert bildenden zweiten Spannung aufladbar ist, wobei der Emitter E des Transistors (33) mit dem Ausgang des Differenziergliedes (3) und die Basis des Transistors (33) mit dem Kondensator (.15) verbunden ist und der Kollektor G des Transistors (33) den Ausgang des Schwellwertschalters (4) bildet.
5. Elektronischer Verzögerungsgeber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (14) in an sich bekannter Weise ein einstellbarer Widerstand (16) zum Verändern von dessen Zeitkonertante zugeordnet ist,

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